지구의 층

지구 중심은 발밑 6,371 km 아래에 있고, 우리가 사는 암석 지각은 대륙 밑에서도 그중 약 35 km에 불과합니다.

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끌어서 돌리고, 휠이나 두 손가락으로 확대하세요.

다섯 층을 모두 실제 비율로 그렸습니다. 층을 고르거나 이름을 누르면 깊이, 상태, 온도가 나옵니다. 「지각 가까이」를 누르면 표면의 얇은 껍질로 다가갑니다.

금속 노른자를 품은 달걀

미국 지질조사국(USGS)은 지구를 삶은 달걀에 비유합니다. 지각은 달걀의 껍데기에 해당합니다. 껍데기처럼 얇고 단단해서 쉽게 깨집니다. 맨틀은 달걀의 흰자에 해당합니다. 뜨거운 암석으로 이루어진 아주 두꺼운 층입니다. 핵은 노른자에 해당하는데, 다만 이 노른자는 금속으로 되어 있다는 것이 다릅니다. 대부분 철이고 니켈이 약간 섞여 있으며, 이 노른자는 두 부분으로 나뉩니다. 이 비유는 각 층의 크기 비율을 따져 봐도 잘 맞아떨어집니다. 만약 지구가 달걀이라면, 지각의 두께는 달걀 껍데기보다도 얇습니다.

위에 있는 모형은 지구의 실제 반지름 값을 그대로 쓰고 있습니다. 지구의 반지름은 6,371 km입니다. 지각의 두께는 바다 밑에서 약 5~10 km, 대륙 밑에서 약 25~70 km입니다. 그래서 모형에서 지각은 겨우 보일 듯 말 듯한 가는 선으로 나타납니다. 지각 바로 아래에 있는 맨틀은 땅속 약 2,890 km 깊이까지 이어집니다. 지진학자들은 땅속 약 660 km 깊이를 기준으로 맨틀을 상부 맨틀과 하부 맨틀로 나누는데, 그 깊이에서 암석을 이루는 광물의 종류가 바뀌고, 지진파도 그곳에서 빨라지기 때문입니다. 액체로 된 외핵은 깊이 2,890 km에서 약 5,150 km까지 이어지고, 고체로 된 내핵은 그 아래에서부터 지구 중심까지 남은 약 1,220 km를 채웁니다.

깊을수록 뜨겁고 무겁습니다

땅속으로 깊이 내려갈수록 온도는 점점 올라갑니다. 스티븐 얼이 쓴 지질학 교과서는 지각 바닥의 온도를 약 1,000 °C, 맨틀 바닥을 약 3,500 °C, 지구 중심을 약 5,000 °C로 봅니다. 2013년 유럽 싱크로트론 연구소에서 한 실험실 실험은 내핵과 외핵의 경계 온도를 6,000 °C 안팎(±500 °C)으로 추정했습니다. 하지만 그런 깊이 근처까지라도 구멍을 뚫어 본 사람은 아직 아무도 없습니다. 그래서 이 숫자들은 녹는점을 재는 실험과 모형에서 나온 값이고, 연구에 따라 값이 수백 도씩 서로 차이가 납니다. 모형의 온도 표시를 하나의 값이 아니라 범위로 적은 것도 그 때문입니다.

열만 생각하면 지구 깊은 곳의 상당 부분이 녹아 있어야 하지만, 압력이 그 반대쪽으로 작용합니다. 맨틀은 지표에 있다면 녹을 만큼 뜨겁지만, 그 위에 쌓인 암석의 무게에 눌려 고체로 남아 있습니다. 그렇다고 맨틀이 전혀 움직이지 않고 가만히 있는 것은 아닙니다. 맨틀은 마치 빙하가 흐르듯이 아주 천천히, 1년에 몇 센티미터씩 흐릅니다. 내핵은 맨틀보다 더 뜨겁지만, 같은 이유 때문에 내핵도 역시 고체로 남아 있습니다. 온도와 압력의 균형이 액체 쪽으로 기울어진 외핵만이 진짜 액체로 되어 있습니다. USGS는 지구가 자전할 때 외핵도 함께 돌고, 이렇게 움직이는 금속이 지구의 자기장을 만든다고 설명합니다.

판은 지각과 다릅니다

바깥쪽 지구를 나누는 방법은 하나 더 있습니다. 무엇으로 되어 있는지가 아니라 암석이 어떻게 움직이는지로 나누는 방법입니다. 지각과, 상부 맨틀 가운데 차가운 윗부분은 한데 붙어서 함께 단단하게 굳어 있습니다. 이 단단한 껍질을 암석권(lithosphere)이라고 부릅니다. 암석권의 평균 두께는 적어도 80 km이고, 이 껍질이 여러 개의 판으로 쪼개져 있습니다. 암석권 아래에는 연약권(asthenosphere)이라는 층이 있습니다. 연약권은 상부 맨틀 안에 있는 층으로, 암석권보다 더 뜨겁고 약합니다. 얼의 교과서에 따르면 깊이 약 100~250 km에서 암석은 녹는점에 아주 가까운 상태입니다. 판은 이 무른 층 위를 미끄러지듯 움직여 갑니다.

해 보세요. 메뉴에서 「지각」을 고르면 카메라가 지구 표면 쪽으로 날아갑니다. 화면에 보이는 갈색 띠가 지각이고, 그 아래에 있는 주황색 부분이 상부 맨틀입니다. 그다음 처음 위치로 돌아와서, 방금 본 그 띠를 핵의 크기와 비교해 보세요.

층	깊이(km)	상태	온도
지각	0 ~ 5~70	고체	약 1,000 °C까지
상부 맨틀	약 660까지	고체, 100~250 km에서 무름	약 1,000 °C부터
하부 맨틀	660 ~ 2,890	고체	약 3,500 °C까지
외핵	2,890 ~ 5,150	액체	4,000 °C 이상
내핵	5,150 ~ 6,371	고체	약 5,000~6,000 °C

지각	얇은 암석 껍질: 바다 밑 5~10 km, 대륙 밑 25~70 km
맨틀	약 2,890 km까지의 뜨거운 고체 암석, 1년에 몇 cm씩 흐름
외핵	액체 철과 니켈, 2,890~5,150 km, 자기장을 만듦
내핵	반지름 약 1,220 km의 고체 철 공, 약 5,000~6,000 °C
암석권	지각과 맨틀의 단단한 윗부분, 여러 판으로 쪼개짐
연약권	판이 그 위로 움직이는 상부 맨틀의 무르고 뜨거운 층

지구의 반지름은 몇 km?
액체인 층은?
- 외핵
- 내핵
- 하부 맨틀
- 지각
바다 밑 지각의 두께는?
- 약 5~10 km
- 약 25~70 km
- 약 660 km
- 약 2,890 km
맨틀은 약 몇 km 깊이까지?
핵은 주로 무엇으로 되어 있을까요?
- 철과 약간의 니켈
- 화강암
- 물
- 현무암
내핵은 외핵보다 뜨거운데 왜 고체일까요?
- 압력이 더 높아서
- 암석으로 되어 있어서
- 맨틀이 식혀 주어서
- 더 빨리 돌아서
35 km 지각은 반지름 6,371 km의 몇 %? (소수 첫째 자리)
지구 자기장을 만드는 층은?
- 외핵
- 지각
- 연약권
- 하부 맨틀
판은 무엇의 조각일까요?
- 암석권
- 외핵
- 하부 맨틀
- 대기
얼의 교과서에서 맨틀 바닥의 온도는?
- 약 3,500 °C
- 약 100 °C
- 약 1,000 °C
- 약 10,000 °C

핵심 정리

지각, 맨틀, 외핵, 내핵, 반지름 6,371 km.
지각은 바다 5~10 km, 대륙 25~70 km, 맨틀은 2,890 km까지.
외핵은 액체, 내핵은 압력 때문에 고체.
판 = 암석권(지각 + 단단한 상부 맨틀), 그 아래 무른 연약권.

이 과정의 출처 (13)

USGS This Dynamic Earth: Inside the Earth, Historical perspective, Understanding plate motions, Ring of Fire, Hotspots (pubs.usgs.gov/gip/dynamic/inside.html, historical.html, understanding.html, fire.html, hotspots.html)
USGS Earthquake Hazards Program, Shadow Zone (usgs.gov/media/images/shadowzonegif): no direct P waves 104° to 140°
USGS FAQ Where do earthquakes occur? (usgs.gov/faqs/where-do-earthquakes-occur): circum-Pacific belt about 81% of the largest earthquakes, Alpide belt about 17%
USGS FAQ How many active volcanoes are there on Earth? (usgs.gov/faqs/how-many-active-volcanoes-are-there-earth): about 1,350 potentially active, about 500 erupted in historical time
NOAA Ocean Exploration, What is the Ring of Fire? (oceanexplorer.noaa.gov/facts/rof.html): more than 450 volcanoes, nearly 40,250 km
NOAA Science On a Sphere, Earthquake Magnitude Perspective (sos.noaa.gov/catalog/datasets/earthquake-magnitude-perspective): most great earthquakes are megathrust events at convergent boundaries
British Geological Survey, Discovering Geology: What causes earthquakes? (bgs.ac.uk/discovering-geology/earth-hazards/earthquakes/what-causes-earthquakes/): crust 25 to 70 km under continents and 5 to 10 km under oceans, mantle to 2,890 km, about 15 major plates, slab pull, ridge push, elastic rebound (Reid, 1906)
IRIS, Seismic shadow zone animations (iris.edu/hq/inclass/animation/seismic_shadow_zone_basic_introduction)
Earle, Physical Geology 2e, 9.2 The temperature of Earth's interior (opentextbc.ca/geology/chapter/9-2-the-temperature-of-earths-interior/)
ESRF 2013, The Earth's centre is 1000 degrees hotter than previously thought (esrf.fr/news/general/Earth-Center-Hotter)
Lehmann 1936 extracts, Harvard EPS (courses.seas.harvard.edu/climate/eli/Courses/EPS281r/Sources/Inner-Core/Lehmann-1936-extracts+interpretation.pdf)
layer depths 660 km and 5,150 km from PREM (Dziewonski and Anderson 1981)
Coastline figure: Natural Earth 1:110m (public domain).

확인한 날: 2026-10-17